MCS-51单片机直流电机调速中的应用.doc
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成都市技师学院 2010 年毕业论文
MCS-51单片机直流电机调速中的应用
作者姓名: 牟 小 波
班 级: 08级预备技师电气班
指导老师: 刘 毅 东
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目 录
摘要................................................(03)
关键字..............................................(03)
1 前言................................................(03)
2 系统设计............................................(03)
2.1 直流电机调速原理................................(04)
2.2 系统硬件组成原理................................(04)
2.3 直流电动机转速控制系统的工作原理.................(05)
2.4 转速测量电路原理................................(05)
2.5 直流电动机转速控制系统硬件设计.... ..............(06)
2.6 直流电动机转速控制系统软件设计...... ............(07)
3 结论................................................(07)
附录..................................................(08)
参考文献..............................................(15)
基于MCS-51单片机直流电机调速控制器的设计
作者:王德权
(0532110661 电子信息工程专业0501班)
·摘要
在电气时代的今天,电动机在工农业生产与人们日常生活中都起着十分重要的作用。直流电机作为最常见的一种电机,具有非常优秀的线性机械特性、较宽的调速范围、良好的起动性以及简单的控制电路等优点,因此在社会的各个领域中都得到了十分广泛的应用。
本文设计了直流电机控制系统的基本方案,阐述了该系统的基本结构、工作原理、运行特性及其设计方法。本系统采用霍尔元器件测量电动机的转速,用MCS-51单片机对直流电机的转速进行控制,用DAC0832芯片实现输出模拟电压值来控制直流电动机的转速。本设计主要研究直流电机的控制和测量方法,从而对电机的控制精度、响应速度以及节约能源等都具有重要意义。
·关键词:直流电机 单片机 转速控制 圈数控制 PWM
1 前言
电子技术的高速发展,促使直流电机调速逐步从模拟化向数字化转变,特别是单片机技术的应用,使直流电机调速技术进入到一个新的阶段。
直流电动机具有良好的起动、制动性能,宜于在大范围内平滑调速,在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。从控制的角度来看,直流调速还是交流拖动系统的基础。早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础,采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成,控制系统的硬件部分非常复杂,功能单一,而且系统非常不灵活、调试困难,阻碍了直流电动机控制技术的发展和应用范围的推广。随着单片机技术的日新月异,使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成,为直流电动机的控制提供了更大的灵活性,并使系统能达到更高的性能。采用单片机构成控制系统,可以节约人力资源和降低系统成本,从而有效的提高工作效率。
2 系统设计
2.1 直流电机调速原理
图1所示电枢电压为Ua,电枢电流为Ia,电枢回路总电阻为Ra,电机常数Ca,励磁磁通量是¢。
根据KVL方程:电机转速n=(Ua-IaRa)/Ca¢,其中,对于极对数p,匝数为N,电枢支路数为a的电机来说:电机常数Ca=pN/60a,意味着电机确定后,该值是不变的。而在Ua-IaRa中,由于Ra仅为绕组电阻,导致IaRa非常小,所以Ua-IaRa约等于Ua。由此可见我们改变电枢电压时,转速n即可随之改变。
2.2 系统硬件组成原理
图2 调速系统硬件原理框图
直流电机调速系统硬件原理框图如图2所示,以MCS-51单片机为控制核心,包括测速电路、电源电路、数模转换电机驱动电路、显示电路、键盘控制电路。
2.3 直流电动机转速控制系统的工作原理
直流电动机的转速与施加于电动机两端的电压大小有关。本系统用DAC0832控制输出到直流电动机的电压的方法来控制电动机的转速。当电动机转速小于设定值时,DAC083
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